[發明專利]室外移動機器人的精確定位系統

無效

• 申請號: 201210048887.2
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102621566A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 劉瑜
• 申請（專利權）人: 劉瑜
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種室外移動機器人的精確定位系統，屬于移動機器人定位技術領域。?

背景技術

目前機器人技術得到飛速的發展和應用。對于工業機器人，比如焊接機器人，裝配機器人，噴漆機器人等，在工業生產現場發揮著越來越重要的作用，從自動化生產線發展到無人車間，工業機器人在技術和應用上都達到了令人滿意的程度。但是對于服務機器人，還遠遠落后于工業機器人的發展，幾乎還處于實驗室階段。可喜的是，其中一種機器人-家庭吸塵機器人已經走進普通家庭應用，并形成了產業規模。即使是這樣，家庭吸塵機器人的技術并沒有達到令人滿意的程度，其中最大的難點就是機器人的定位技術。不管是產業界，還是學術界都在努力攻克這個難題。?

對于室外移動機器人也面臨這樣的難題。專利US6445983，公開一種自主導航系統，能在視覺導航模式和GPS導航模式間切換的機器人系統，揭示了GPS系統，陀螺儀系統，視覺系統的綜合運用。專利US7840352公開一種自動導航系統，揭示并保護了GPS導航，慣性導航和視覺導航的綜合系統。在這兩個專利中都使用GPS定位技術，但是都試圖從GPS裝置輸出的數據中得到準確的定位信息。但是，GPS定位數據包含了難以避免的誤差，其中包括系統誤差，比如衛星和接收機的時鐘差，星歷誤差，電離層和對流層延遲誤差等，還包括跟接收機本身有關的隨即誤差。因此，基于單獨的GPS定位數據只能達到10米以上的定位精度，正是這樣的原因，自動導航系統都必須包括其他的定位導航方式來彌補GPS定位數據的不準確。?

發明內容

本發明的目的是為了解決室外移動機器人的自定位問題，基于差分GPS的原理，在基站和移動機器人上分別設置GPS模塊，并進行數據融合，以消除系統定位誤差，達到精確定位的目的。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：?

室外移動機器人的精確定位系統，包括為移動機器人提供充電接口的基站，所述的基站設置基站電子控制裝置，所述的基站電子控制裝置包括提供穩定電源的第一電源模塊，進行集中處理的第一微控器和控制充電過程的充電模塊；所述的移動機器人設置機器人電子控制裝置，所述的機器人電子控制裝置設置提供穩定電源的第二電源模塊，進行集中處理的第二微控器，進行狀態顯示和界面操作的人機界面，進行行走驅動的行走模塊，進行環境障礙物檢測的環境感知模塊和與具體任務相關的任務執行模塊，其特征在于：所述的基站電子控制裝置還包括獲取基站定位數據的第一GPS模塊，進行數據傳輸的第一無線串行通信模塊；所述的機器人電子控制裝置還設置獲取機器人定位數據的第二GPS模塊，進行數據傳輸的第二無線串行通信模塊，所述的第二微控器設置差分定位算法。?

所述的第一GPS模塊與所述的第一微控器連接，所述的第一微控器與所述的第一無線串行通信模塊連接；所述的第一GPS模塊獲得基站定位數據，并輸出給所述的第一微控器，所述的第一微控器通過所述的第一無線串行通信模塊發送給所述的第二無線串行通信模塊。?

所述的第二GPS模塊與所述的第二微控器連接，所述的第二微控器與所述的第二無線串行通信模塊連接；所述的第二GPS模塊獲得機器人定位數據，并輸出給所述的第二微控器；同時，所述的第二無線串行通信模塊將接收的基站定位數據，傳送給所述的第二微控器。?

所述的第一無線串行通信模塊設置與所述的第二無線串行通信模塊相同的參數，可與所述的第二無線串行通信模塊進行數據傳輸。?

所述的差分定位算法，包括以下步驟：?

S1：當所述的移動機器人在所述的基站的位置，所述的第二微控器通過所述的第二無線串行通信模塊，記錄所述的第一GPS模塊獲得的基站定位數據(E_b，N_b)，同時所述的第二微控器記錄所述的第二GPS模塊獲得的機器人定位數據(E_r，N_r)；?

S2：所述的移動機器人離開所述的基站開始工作，每隔單位時間進行位置測量，所述的第二GPS模塊獲得實時機器人定位數據(e_r，n_r)，并發送給所述的第二微控器，同時所述的第二微控器通過所述的第二無線串行通信模塊，接收所述的第一GPS模塊獲得的實時基站定位數據(e_b，n_b)；?